2.2 基因在染色體上課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修二

第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體的關(guān)系人類基因組計劃探索奧秘人類基因組計劃基因位于染色體上,需要知道待測基因位于哪條染色體上；測定人類基因組的基因序列，需要知道包含人類基因組的全部染色體組由哪些染色體構(gòu)成。對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體?人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。探索奧秘人類基因組計劃人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。探索奧秘為什么不測定全部46條染色體?測定的是22條常染色體和兩條性染色體X和Y,共24條在22對常染色體中，每對同源染色體的形態(tài)、大小相同，結(jié)構(gòu)相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只對其中1條進(jìn)行測序1對性染色體X和Y的差別很大，基因也大為不同，兩條性染色體都要測序探索奧秘1866年孟德爾定律發(fā)表，未被重視；1900年孟德爾定律重新被發(fā)現(xiàn)，人們意識到遺傳因子是客觀存在的；1909年約翰遜將“遺傳因子”起名“基因”，并提出表現(xiàn)型和基因型概念。但有一個問題始終還沒有解決：基因，究竟在細(xì)胞的什么地方呢？薩頓的假說1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子（即等位基因），其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似?！芯俊l(fā)現(xiàn)▲推論基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因就在染色體上；等位基因和非等位基因（學(xué)案53）相同基因：位于一對同源染色體的相同位置上，控制相同性狀的一對基因。等位基因：位于一對同源染色體的相同位置上，控制相對性狀的一對基因。非等位基因：非同源染色體上的基因或者同源染色體上不同基因座的基因。A相同基因：等位基因：A和AD和d、B和b、C和c非等位基因：A和D、A和d、B和C、b和c、B和c、b和CA和B、A和C、A和b、A和c……薩頓的假說基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系▲依據(jù)比較項目基因染色體獨(dú)立性存在方式來源分配在體細(xì)胞中成對在配子中只有成對的一條一條來自父方一條來自母方非等位基因在形成配子時自由組合非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ的后期自由結(jié)合雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性在減數(shù)分裂和受精作用中保持穩(wěn)定性一條來自父方一條來自母方在配子中只有成對的一個在體細(xì)胞中成對薩頓的假說體細(xì)胞配子Dd基因成對染色體成對DdDd一個來自父方一個來自母方體細(xì)胞成單成單一條來自父方一條來自母方薩頓的假說非等位基因在形成配子時自由組合非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ的后期自由組合yRYryrYRYyRr體細(xì)胞配子兩對基因兩對同源染色體分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系如果你認(rèn)為基因在染色體上，請你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗(圖中染色體上的黑色黑線代表基因的位置)。思考討論×減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子d

ddDD

ddD高莖矮莖F2DDDDDdDdddDd受精高莖基因位于染色體上的實驗證據(jù)美國生物學(xué)家摩爾根（T.H.Morgan)對孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測。我更相信的是實驗證據(jù)我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系！薩頓經(jīng)推理得出的結(jié)論——基因在染色體上一定正確嗎？基因位于染色體上的實驗證據(jù)尋找證據(jù)之路……“材料選對了就等于實驗成功了一半”果蠅昆蟲綱雙翅目，體長3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常?？梢钥吹?。野生紅眼基因果蠅少見的白眼雄果蠅作為遺傳研究材料的優(yōu)點(diǎn)（P30相關(guān)信息）：（1）個體小，易飼養(yǎng)；（2）繁殖速度快（在室溫下10多天就繁殖一代）；（3）后代數(shù)量大（一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個后代）；（4）具有許多容易區(qū)分的相對性狀，便于觀察、統(tǒng)計；（5）果蠅有8條染色體，遺傳組成相對簡單?；蛭挥谌旧w上的實驗證據(jù)雌性雄性性染色體常染色體果蠅的染色體組成常染色體性染色體雌雄個體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體

雌雄個體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體３對：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ♀同型：XX；♂異型：XY果蠅的染色體組成基因位于染色體上的實驗證據(jù)1、觀察現(xiàn)象果蠅雜交實驗圖解實驗表明果蠅的眼色______為顯性性狀,F2中紅眼和白眼的數(shù)量比為_______，這樣的遺傳符合__________，表明果蠅的紅眼和白眼是受_______________控制。P紅眼♀白眼♂紅眼♀紅眼紅眼♀白眼♂×××♂♂F1F23/41/4紅色3：1分離定律一對等位基因基因位于染色體上的實驗證據(jù)2、提出問題白眼怎么總和雄性聯(lián)系在一起呢？怎么解釋這一現(xiàn)象呢？3、作出假設(shè)假設(shè)一：控制白眼的基因只在Y染色體上（Ⅲ）。假設(shè)二：控制白眼的基因是在X、Y染色體的同源區(qū)段（Ⅱ）。假設(shè)三：控制白眼的基因在X染色體上，而

Y上不含有它的等位基因（Ⅰ）?；蛭挥谌旧w上的實驗證據(jù)AaWWAAwAaXWXWAAXwY若用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W,白眼w雌果蠅基因型：（XWXW）或（XWXw）紅眼（XwXw）白眼雄果蠅基因型：（XWY）紅眼（XwY）白眼基因的表示方法：①如果基因在常染色體上：AA、Aa、aa②如果基因在性染色體上：基因符號寫在性染色體的右上角③先寫常染色體基因，再寫性染色體基因基因位于染色體上的實驗證據(jù)4、解釋現(xiàn)象P紅眼♀白眼♂紅眼♀紅眼紅眼♀白眼♂×××♂♂F1F23/41/4P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子XWYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×基因位于染色體上的實驗證據(jù)5、演繹推理（1）用F1代的雌性個體進(jìn)行測交P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子XWYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×XWXw紅眼(雌)P×XwY白眼(雄)配子XWXwXwYXWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwXw白眼(雌)XwY白眼(雄)1：1：1：1F1基因位于染色體上的實驗證據(jù)5、演繹推理（2）用F1代的雄性個體進(jìn)行測交P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子XWYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×P×配子XWXwXWXw紅眼(雌)XwY白眼(雄)1：

1F1XWY紅眼(雄)XwXw白眼(雌)Y基因位于染色體上的實驗證據(jù)6、實驗驗證（2）用F1代的雄性個體進(jìn)行測交（1）用F1代的雌性個體進(jìn)行測交P紅眼♀白眼♂×紅眼（雌）紅眼（雄）白眼（雌）白眼（雄）測交后代測交結(jié)果1：1：1：1126

132

120115P紅眼白眼♀×♂紅眼（雌）白眼（雄）測交后代155

148測交結(jié)果1：1與理論推測一致，完全符合假說，假說正確！基因位于染色體上的實驗證據(jù)7、得出結(jié)論通過測交實驗驗證，摩爾根首次把一個特定的基因（如決定果蠅眼睛顏色的基因）和一個特定的染色體（性染色體）聯(lián)系起來，用實驗證明了基因在染色體上。從孟德爾理論的懷疑者成為孟德爾理論堅定的支持者?？刂瓢籽鄣幕蚴窃赬染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因?；蛭挥谌旧w上的實驗證據(jù)演繹推理：設(shè)計測交實驗驗證假說：測交實驗驗證若控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？提出問題：做出假說：假說演繹法回顧摩爾根的實驗：得出結(jié)論：基因在染色體上基因位于染色體上的實驗證據(jù)每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目23對染色體，2.6萬個基因4對染色體，1.3萬個基因這現(xiàn)象說明什么結(jié)論?一條染色體上應(yīng)該有許多個基因▲現(xiàn)象▲推測基因位于染色體上的實驗證據(jù)基因在染色體上呈線性排列

摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過十多年的努力，發(fā)明了測定基因在染色體上相對位置的方法，并繪制了果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖。證明了：紅寶石眼黃身白眼短硬毛截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼練[典例1]下圖表示果蠅某一條染色體上的幾個基因，下列有關(guān)敘述錯誤的是（）A.朱紅眼基因和深紅眼基因是一對等位基因B.果蠅每條染色體上基因數(shù)目不一定相等C.基因在染色體上呈線性排列D.一條染色體上有許多個基因A朱紅眼與深紅眼基因是同一條染色體上的基因，不是等位基因，A錯誤；果蠅每條染色體上基因數(shù)目不一定相等，B正確；據(jù)圖示可知，該染色體上的基因呈線性排列，C正確；據(jù)圖可知，一條染色體上有許多個基因，D正確。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實質(zhì)（學(xué)案53）

在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。

在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性發(fā)生時間:減數(shù)第一次分裂后期孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的自由組合定律的實質(zhì)（學(xué)案53）

在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。發(fā)生時間:減數(shù)第一次分裂后期孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳定律的適用范圍思考：真核生物的基因一定位于染色體上嗎？1.真核生物的細(xì)胞核基因都位于染色體上，而細(xì)胞質(zhì)中的基因位于細(xì)胞的線粒體和葉綠體的DNA上。2.原核細(xì)胞中無染色體，原核細(xì)胞的基因在擬核DNA或細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒DNA上孟德爾遺傳定律的適用范圍：1、真核生物

2、有性生殖（有配子的產(chǎn)生和結(jié)合）3、細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因

4、對于自由組合定律：多對同源染色體真核生物葉綠體、線粒體中的基因、原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳定律。課堂小結(jié)薩頓的假說（類比推理法）基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：基因在染色體上的證據(jù)(假說演繹法)摩爾根果蠅的雜交實驗結(jié)論：基因在染色體上孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實質(zhì)基因的自由組合定律的實質(zhì)基因在染色體上×(1)基因在染色體上的假設(shè)，其提出者是薩頓，證明者是摩爾根（）(2)X染色體上的基因控制的性狀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律（）(3)一對等位基因應(yīng)位于一對同源染色體上（）(4)染色體和基因并不是一一對應(yīng)關(guān)系，一條染色體上含有很多個基因（）√X染色體上的基因所控制的性狀的遺傳仍然遵循分離定律。√√練1、據(jù)下圖，下列選項中不遵循基因自由組合定律的是（